神舟12號換腦歸來!造價10億飛船批產,世界頭把交椅加速易位

隨著太空梭退役以及載人航天活動再度興起，載人飛船又迎來了大發展的第二春。聯盟MS與神舟是當今世界唯二具備載人天地往返能力的宇宙飛船，除此之外世界還有六款載人飛船正在加緊研製，它們分別是新一代載人飛船（中國）、獵戶座載人飛船（美國）、CST-100載人飛船（美國）、載人龍飛船（美國）、聯邦號載人飛船（俄羅斯）、加岡揚載人飛船（印度）。

世界在役在研八款載人飛船

在役和在研飛船總計多達8款，如此盛況也是人類航天史上的頭一次。

自神舟十一號飛船發射以來已有三年多時間，期間再無任何一艘神舟飛船發射升空，與之相比聯盟系列飛船仍然保持著年均四艘發射量，這是為什麼呢？

美國買單是聯盟飛船得以延續的重要原因

主要是因為聯盟飛船依託國際空間站每年都有航天員天地往返需求，同時還有美國人買單。我國在這三年多時間裡全線轉入備戰天宮空間站階段，並沒有航天員天地往返需求，所以沒有實施發射任務。

當時間指針轉動至2020年局面就大不一樣了，隨著長徵五號遙三火箭成功復飛，本月下旬天宮空間站工程首次飛行任務即將實施，長徵五號B遙一火箭將搭載新一代載人飛船試驗船執行首次飛行任務，旨在驗證新一代大推力近地軌道運載火箭工況可靠性，是天宮空間站飛行計劃中的首次發射。

長徵五號B遙一火箭芯級

有著大於22噸近地軌道運力的長徵五號B遙一火箭發射成功後，長徵五號B遙二火箭將於明年年初執行天宮空間站天和號核心艙試驗艙發射任務。問題來了，為什麼天和號還是「試驗艙」？因為核心艙還需要進行在軌運行驗證，確保無虞之後天和號將直接在軌「轉正」。

天宮空間站工程總體劃分為三大任務階段，第一階段任務是關鍵技術驗證，長徵五號B遙一火箭首飛就是旨在驗證運力指標與工況可靠性，再就是發射天舟貨運飛船、神舟載人飛船與天和號試驗艙對接，驗證交會對接、燃料補加、軌道提升、核心艙組合體運行等關鍵技術。

天和號核心艙小柱段前端對接節點艙

確認天和號可以發揮核心艙職能之後，天宮空間站將轉入第二階段任務，也就是「在軌建造」。在這一階段問天號、夢天號兩大22噸級實驗艙將分別於2022年、2023年發射入軌，與天和號核心艙對接，隨著2024年巡天號光學艙發射入軌與天宮空間站共軌運行，將標誌著天宮全面完成在軌建造任務。

天宮空間站在軌驗證與在軌建造兩大階段將連續實施12次發射任務，承擔發射任務的火箭有三款，分別是長徵五號B、長徵七號、長徵2號F。

長徵五號B遙一火箭

第三階段就是常態運營階段，屆時神舟載人飛船將以每年兩艘頻次執行發射任務，天舟貨運飛船也將以一年一艘頻次發射。

第一階段在軌驗證任務中，天和號核心艙試驗艙發射入軌後，天舟二號貨運飛船與神舟十二號將在短時間內連續實施發射任務，三艘太空飛行器發射時間要在同一年內實施，所以它們的發射前準備工作也幾乎在同一時間段內啟動。

關鍵技術驗證與建造階段12次發射計劃

今年以來我國進入到一個全民防控的特殊時期，航天科技集團公司載人航天總體部載人太空飛行器總體研究室系統設計組為了力保任務節點不推遲，採用封閉式管理、遠程測試等手段同步展開天舟二號貨運飛船整船熱試驗、神舟十二號載人飛船綜合測試，前不久神舟十二號載人飛船就實現了與航天員中心的遠程測試。

天舟貨運飛船

我國神舟載人飛船迄今為止已經連續成功實施11次發射，完成了14人次航天員天地往返任務，對比美俄載人航天工程，我們用最少發射次數實現了一系列載人航天工程瓶頸技術的突破，這其中有許多重大工程節點：

神舟五號實現載人航天零突破，神舟六號多人多天飛行、神舟七號航天員出艙行走、神舟八號無人交會對接、神舟九號有人交會對接、神舟十號進一步考核飛船天地往返運輸系統與組合體保障飛行能力、神舟十一號完成了航天員中期在軌駐留試驗。自神舟十二號開始，我國載人飛船將進入真正的批量化生產與常態運營階段。

神舟七號翟志剛出艙行走

以往神舟飛船都是帶著技術驗證任務上天，飛船技術形態不完整，例如，在神舟七號以前軌道艙都有一對電池翼，目的是在返回艙離軌後軌道艙仍能保持半年在軌運行，執行空間實驗任務，神舟七號軌道艙也被變型為「氣閘艙」，服務航天員出艙任務，直到神舟八號軌道艙加裝對接口之後，飛船才算是真正定型。

神舟飛船異體同構周邊對接機構

實際上神舟八號、九號、十號、十一號就已經驗證了飛船批產能力，其中在天宮一號任務中神舟八號與神舟九號發射間隔時間僅有7個多月，這一時間間隔與天宮空間站在軌運營階段的神舟飛船發射頻次高度吻合。

太空中的神舟11號載人飛船

按照運營階段規劃，天宮空間站每年需要與兩艘神舟載人飛船對接，以滿足3名航天員長期在軌工作的換班需求。由於天和號核心艙配置有電推發動機，空間站軌道維持僅需極少的推進劑工質補給量，也不必像國際空間站那樣經常需要貨運飛船抬升軌道，所以天舟貨運飛船每年僅需發射一次即可滿足運營需求，天宮空間站運營成本也因此每年至少節省近十億人民幣。

前不久一張神舟飛船異體同構周邊對接口的照片讓很多人浮想聯翩，認為這就是神舟十二號，實際上那張照片中的飛船並非神舟十二號，而是神舟八號，至於神舟十二號飛船的真身實際上早在去年載人航天總體部成立十周年宣傳視頻中就已經亮相。

被誤認為神舟12號的神舟8號飛船

神舟十二號載人飛船與以往相比又有哪些不同之處？

神舟系列載人飛船發展至今總共經歷了三大技術形態，神舟一號至六號是初期試驗技術形態，旨在突破載人航天能力；神舟七號是出艙活動技術試驗形態，旨在驗證空間站建造運營技術；完成軌道交會對接任務的神舟八號則是天地往返運輸技術形態，此一形態也是神舟載人飛船返璞歸真的定型形態。

神舟十二號則是神舟八號的繼承與延續，總體結構基本保持不變，由推進服務艙、返回艙、軌道對接艙三大艙室組合而成，飛船長9米、返回艙直徑2.4米，發射質量8.1噸，可以搭載3名航天員執行天地往返任務，同時還有額外300公斤上行與50公斤下行貨物運輸能力。

神舟12號載人飛船

雖然總體構型保持不變，但神舟十二號的「大腦」卻已是大不相同，三年前航天科技集團空間技術研究院502所展開了針對神舟十二號GNC系統的升級工作，旨在將天舟一號貨運飛船的GNC系統移植到神舟載人飛船上。

飛船GNC系統是指「制導、導航與控制系統」，用於控制飛船姿態、軌道和太陽能帆板。天舟一號貨運飛船在與天宮二號空間實驗室對接任務中，成功驗證了6.5小時快速對接技術。

天舟一號具備6.5小時快速對接能力

以往載人飛船與空間站對接需要單獨運行近兩天時間，快速對接需要有更精確的軌道控制能力，這一能力聯盟系列載人飛船用了半個世紀才得以實現，GNC系統移植成功後神舟十二號也將具備6.5小時快速對接能力，與最新批次聯盟MS載人飛船的對接技術處於同一技術水平，飛船整體性能更是遠勝於聯盟系列飛船。

據參加中歐航天員聯合救生訓練的德國太空人馬提亞斯·毛瑞爾介紹，神舟飛船對比俄制聯盟飛船直徑要大，而且大得多。他們對俄羅斯的硬體設備有非常透徹的理解，知道哪些部分好用，哪些地方可以改進。空間這麼大，我們甚至有充氣橡皮艇，這是在聯盟號上沒有的。

來華訓練的德國太空人馬提亞斯

眾所周知蘇聯是第一個通過載人飛船突破載人航天技術的國家，經過半個多世紀發展的聯盟系列載人飛船也曾經是世界航天的手執牛耳者，但很多人不知道的是，最新型聯盟MS載人飛船許多航天級元器件都由歐洲航天系統供應，俄羅斯如果離開這些元器件聯盟飛船的技術水平將始終停留在上世紀八九十年代水平，這一問題同樣出現在俄制格洛納斯全球衛星導航系統上。

世界載人飛船技術領域的頭把交椅正在易位，在神舟載人飛船基礎上中國航天正在快速搶佔新一代載人飛船技術高地，本月下旬長徵五號B遙一火箭將發射新一代載人飛船試驗船，該型飛船採用兩艙結構布局，發射質量21.6噸，返回艙直徑4.2米，可以搭載6名航天員。

我國新一代載人飛船試驗船

我國新一代載人飛船直接瞄準載人登月任務，是一款可以執行載人月球、載人小行星、載人火星任務的深空載人飛船，文章開頭列舉的世界八款在役在研飛船只有三款是深空載人飛船，分別是中國新一代載人飛船、美國獵戶座飛船、俄羅斯聯邦號飛船。

與獵戶座載人飛船相比，我國新一代載人飛船試驗船第一次發射就是兩艙結合完全體，而獵戶座首次發射卻只有返回艙，服務深空軌道機動的服務艙還沒有到位，就研製周期來看我國新飛船研製速度遠遠快於獵戶座飛船。至於俄制聯邦號飛船進度要更為拖沓，首次計劃飛行時間是2022年。

獵戶座首飛只發射返回艙，我們則一步到位

放眼世界具備載人航天能力的玩家滿打滿算也只有三家，因為航天工程不僅考驗技術更考驗國力，沒有國力飛船研製就會受制於人。比如，聯盟飛船如果沒有歐洲航天系統元器件支持，以及國際空間站美國業務支撐就不會有未來。

神舟載人飛船批量生產

為什麼俄羅斯航天級元器件不能自給自足？因為配套產業鏈缺乏生存發展的市場土壤。反觀中國航天，航天級元器件不僅自給自足，而且正在向俄羅斯大規模出口，單價10億人民幣的神舟載人飛船也能以一國之力實現批量生產。技術、國力、產業鏈、市場等諸多要素我們全部具備，拿下世界頭把交椅也就是時間問題。